Phonopy 原生命令画能带与热性质
终端生成声子能带、投影DOS、热容和热位移，再用bandplot、pdosplot、propplot与tdplot输出PDF。
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下载模式Grüneisen与原生绘图资料包，在已分配CPU内用普通账号解压到新目录：
unzip phonopy-gruneisen-cli-wave243-*.zip -d phonopy-mode-practice
cd phonopy-mode-practice
bash run.sh
ls work figures
每次1个CPU，无需GPU。脚本从真实数值位移和力求力常数，再运行12条原生命令，输出六个PDF、三张高清图与CSV。它不会提交新的VASP计算。已存在输出目录时，另解压一份继续练习。
环境是Phonopy4.8.3、Python3.11.16、NumPy2.3.5、GCC13.3 C/OpenMP、phonors0.6.0及symfc1.7.3。源数据来自本集群实际VASP6.6.1 GPU计算，构建环境NVHPC25.3、CUDA12.8、HPC-X2.22.1与MKL2023.2；后处理不改变电子计算来源。
1. 先有数据，再使用绘图命令#
phonopy-bandplot等工具读取已有声子结果，它们不替代电子结构计算。资料包先从真实Si受力得到力常数，再依次生成数据和图片。按下表选择输入：
| 目标 | 数据文件 | 绘图工具 |
|---|---|---|
| 声子能带 | band.yaml |
phonopy-bandplot |
| 投影声子DOS | projected_dos.dat |
phonopy-pdosplot |
| 热容、熵、自由能 | thermal_properties.yaml |
phonopy-propplot |
| 热位移 | thermal_displacements.yaml |
phonopy-tdplot |
| 模式Grüneisen网格/路径 | gruneisen_mesh.yaml或gruneisen_band.yaml |
phonopy-gruneisenplot |
下面各节的cd work/...均以最初解压目录为起点；换一节前先回到该目录。脚本已生成的原生PDF保留，手动命令改用新的输出名。
2. 声子能带：数据生成与PDF输出#
cd work/bands
phonopy phonopy.yaml --no-fc-symmetry --nonac \
--band '0 0 0 .5 0 .5 .5 .5 .5' --band-points 41
phonopy-bandplot band.yaml -o manual-bands.pdf
ls band.yaml manual-bands.pdf
本例两原子原胞有六支声子。路径Γ→X→L，每段41点；这是当前Si原胞下的路径，不应机械套到二维或其他晶系。本包已对力常数进行统一投影对称化，--no-fc-symmetry用于后处理时不再额外修改它。
左图是实际band.yaml数据，路径距离采用不含2π的倒格矢约定。不要把它与之前均匀网格的q点编号混成一条连续能带。
3. 投影DOS：两个Si各贡献什么#
cd work/pdos
phonopy phonopy.yaml --no-fc-symmetry --nonac \
--mesh '8 8 8' --nomeshsym --eigenvectors --pdos '1,2' \
--sigma .1 --fmin -1 --fmax 18 --fpitch .02
phonopy-pdosplot projected_dos.dat -i '1,2' \
-l -o manual-pdos.pdf
--eigenvectors保留投影所需本征矢；--pdos '1,2'分别投影原胞的第1、第2个原子。--sigma .1是声子DOS的0.1 THz展宽，不是VASP电子SCF里的SIGMA。
两个Si对称等价，两条曲线重合；两者之和在本例积分为约6个模式，每个Si约3个模式。频率范围−1至18 THz用于覆盖本例谱线，不能仅改变纵轴就消除真实虚频。实际材料要检查q网格、展宽与超胞，图中的尖峰不自动等于收敛谱形。
当前4.8.3数据生成使用projected_dos.dat，部分帮助文本仍提到旧名称partial_dos.dat；明确把实际文件名传给工具。
4. 热容、熵与自由能#
cd work/thermal
phonopy phonopy.yaml --no-fc-symmetry --nonac \
--mesh '8 8 8' -t --tmin 0 --tmax 400 --tstep 100 \
--exclude-gamma-acoustic
phonopy-propplot thermal_properties.yaml --cv \
-o manual-heat-capacity.pdf
本例用原生工具直接输出热容PDF。其他物性的选择先看：
phonopy-propplot --help
head -20 thermal_properties.yaml
这里热容与熵的单位是每mol Si₂原胞 的J/(K·mol)，不是每mol原子；自由能在YAML中为kJ/mol原胞。两原子原胞热容的经典高温极限是6R；熵不受6R上限约束，因此图中熵超过这条热容参考线不矛盾。
phonopy-propplot的-s表示熵选择，不是所有工具通用的“保存图片”参数；使用明确的-o 文件名指定输出。其他程序中的同一个短选项可能有不同含义。
5. 热位移：本版本要用fmin#
cd work/displacements
phonopy phonopy.yaml --no-fc-symmetry --nonac \
--mesh '4 4 4' --nomeshsym --eigenvectors --td \
--tmin 0 --tmax 400 --tstep 100 --fmin .1 \
--exclude-gamma-acoustic
phonopy-tdplot thermal_displacements.yaml \
-o manual-thermal-displacement.pdf
当前4.8.3热位移分支需要--fmin .1，使用旧--cutoff-freq .1会退出并提示改用FMIN。 这是热位移分支的具体行为，不能据此把其他流程的同名选项一律替换。
thermal_displacements.yaml中的数值是均方位移，单位Ų。资料包thermal-MSD.csv同样保留均方位移；下面的配图取平方根后显示RMS位移，单位Å。二者不能直接当作同一单位比较。
Si立方对称性使x/y/z三条曲线重合；0 K仍有非零RMS位移，对应本例谐近似下的零点运动。本例用小网格演示操作，不能直接用这组位移替代实验温度因子或收敛MD统计。
6. 导出的图片和数据怎么用#
find work -name 'native-*.pdf'
ls figures
cat CHECKS.json | head
六个原生PDF分别是Grüneisen网格、Grüneisen路径、普通声子能带、PDOS、热容和热位移。figures/另有三张便于阅读的高清图；对应数据仍来自同一批真实输出。原始数值、单位、低频处理与所用网格应随图片一起保留。
原始力的准备见位移和力收集，模式体积响应见Grüneisen实操，全部入口见命令索引。